package concurrent;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * <a href="https://leetcode.cn/problems/the-dining-philosophers">1226. 哲学家进餐</a>
 * 5 个沉默寡言的哲学家围坐在圆桌前，每人面前一盘意面。叉子放在哲学家之间的桌面上。（5 个哲学家，5 根叉子）
 *
 * 所有的哲学家都只会在思考和进餐两种行为间交替。哲学家只有同时拿到左边和右边的叉子才能吃到面，而同一根叉子在同一时间只能被一个哲学家使用。
 * 每个哲学家吃完面后都需要把叉子放回桌面以供其他哲学家吃面。只要条件允许，哲学家可以拿起左边或者右边的叉子，但在没有同时拿到左右叉子时不能进食。
 *
 * 假设面的数量没有限制，哲学家也能随便吃，不需要考虑吃不吃得下。
 *
 * 设计一个进餐规则（并行算法）使得每个哲学家都不会挨饿；也就是说，在没有人知道别人什么时候想吃东西或思考的情况下，每个哲学家都可以在吃饭和思考之间一直交替下去。
 *
 * 哲学家从 0 到 4 按 顺时针 编号。请实现函数 void wantsToEat(philosopher, pickLeftFork, pickRightFork, eat, putLeftFork, putRightFork)：
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 * philosopher 哲学家的编号。
 * pickLeftFork 和 pickRightFork 表示拿起左边或右边的叉子。
 * eat 表示吃面。
 * putLeftFork 和 putRightFork 表示放下左边或右边的叉子。
 * 由于哲学家不是在吃面就是在想着啥时候吃面，所以思考这个方法没有对应的回调。
 * 给你 5 个线程，每个都代表一个哲学家，请你使用类的同一个对象来模拟这个过程。在最后一次调用结束之前，可能会为同一个哲学家多次调用该函数。
 *
 *
 *
 * 示例：
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 * 输入：n = 1
 * 输出：[[4,2,1],[4,1,1],[0,1,1],[2,2,1],[2,1,1],[2,0,3],[2,1,2],[2,2,2],[4,0,3],[4,1,2],[0,2,1],[4,2,2],[3,2,1],[3,1,1],[0,0,3],[0,1,2],[0,2,2],[1,2,1],[1,1,1],[3,0,3],[3,1,2],[3,2,2],[1,0,3],[1,1,2],[1,2,2]]
 * 解释:
 * n 表示每个哲学家需要进餐的次数。
 * 输出数组描述了叉子的控制和进餐的调用，它的格式如下：
 * output[i] = [a, b, c] (3个整数)
 * - a 哲学家编号。
 * - b 指定叉子：{1 : 左边, 2 : 右边}.
 * - c 指定行为：{1 : 拿起, 2 : 放下, 3 : 吃面}。
 * 如 [4,2,1] 表示 4 号哲学家拿起了右边的叉子。
 *
 * @author : zhou.xu
 * @since : 2020/12/2 11:23
 */
public class DiningPhilosophers {

    // 每把筷子一把锁，同时获取左右两个锁可以吃
    private final ReentrantLock[] locks = {new ReentrantLock(), new ReentrantLock(), new ReentrantLock(),
        new ReentrantLock(), new ReentrantLock()};
    // 最多4个人同时拿筷子，可以保证有一个人能拿到左右2边的筷子
    private final Semaphore semaphore = new Semaphore(4);

    public DiningPhilosophers() {

    }

    // call the run() method of any runnable to execute its code
    public void wantsToEat(int philosopher,
        Runnable pickLeftFork,
        Runnable pickRightFork,
        Runnable eat,
        Runnable putLeftFork,
        Runnable putRightFork) throws InterruptedException {
        int left = philosopher;
        int right = (left + 1) % 5;
        semaphore.acquire();

        locks[left].lock();
        locks[right].lock();

        pickLeftFork.run();
        pickRightFork.run();

        eat.run();

        putLeftFork.run();
        putRightFork.run();

        locks[left].unlock();
        locks[right].unlock();
        semaphore.release();
    }
}